ENVI辐射定标与大气校正

前言

辐射定标就是将图像的数字量化值（DN）转化为辐射亮度值或者反射率或者表面温度等物理量的处理过程。

太阳辐射通过大气以某种方式入射到物体表面然后再反射回传感器，由于大气气溶胶、地形和邻近地物等影像，使得原始影像包含物体表面，大气，以及太阳的信息等信息的综合。如果我们想要了解某一物体表面的光谱属性，我们必须将它的反射信息从大气和太阳的信息中分离出来，这就需要进行大气校正过程。

一、landsat影像数据的打开

选择File>Open As>Landsat>GeoTIFF with Metadata，选择打开*_MTL.txt文件。

二、辐射定标

**注意：辐射定标前最好不要对影像进行裁剪操作，避免引起不必要的麻烦 **

在Toolbox中，选择Radiometric Correction > Radiometric Calibration，对文件对话框中选择多光谱数据。打开Radiometric Calibration面板。

在Radiometric Calibration面板中，设置以下参数：
定标类型（Calibration Type）：辐射率数据Radiance
单击Apply FLAASH Settings按钮，自动设置FLAASH大气校正工具需要的数据类型
储存顺序（Interleave）：BIL或者BIP
数据类型（Data Type）：Float
辐射率数据单位调整系数（Scale Factor）：0.1

最后，设置输出路径和单位名，单击OK执行辐射定标。

注意：如果要做大气校正，最好在大气校正之前对自己所研究的区域进行裁剪，可以大大减少大气校正的时间花费。
搜索subset，找到如下工具箱

选择需要裁剪的影像
然后进入裁剪选择框，其中“Mask pixel outside of ROI? ”这个地方选择yes，选yes之后意思就是按照你的不规则边界区域进行裁剪，如果是no就是根据ROI 的那个矩形框进行裁剪，裁剪出来是个矩形。“Mask Background”背景值设置为零，意思是黑色。

选择存储路径，点击ok即可完成裁剪。

三、大气校正

注意：大气校正的数据格式必须是BIL或者BIP格式，若不是可以使用Convert Interleave进行转换。

• 基本信息准备
  

• 图像平均高程获取
  在toolbox中，搜索Compute Statistics，进入选择需要计算的影像并确认，再新的窗口勾选直方图，点击确定，在MEAN中计算影像平均高度。
  
  
  3.大气校正的实现
  在Toolbox中找到Radiometric Correction/Atmospheric Correction Module/FLAASH Atmospheric Correction。启动FLAASH Atmospheric Correction Module Input Parameters面板

  (1) Input Radiance Image：选择辐射定标结果数据，在打开的Radiance Scale Factors面板中，设置Single scale factor：1。
  
  (2) Output Reflectance File：设置输出路径和文件名；
  (3) Output Directory for FLAASH Files：设置其他文件输出目录；
  (4) 按照上面操作准备的基本信息和计算的高程信息填写选项框的参数

• 基本信息中有DATE_ACQUIRED 和SCENE_CENTER_TIME，分别对应了成像日期及时间，本实验对应的时间为2019-01-31，03:34:45；

• 将刚才计算的平均高度（2.1km）填入平均地面高程Ground Elevation；

• 大气模型参数选择Atmospheric Model：（根据成像时间和纬度信息依据下表规则选择）
  

• 气溶胶模型Aerosol Model：Urban；（本实验研究区大多位于城区）

• 气溶胶反演方法Aerosol Retrieval：2-band（K-T）；
  注：初始能见度Initial Visibility只有在气溶胶反演方法为None时候，以及K-T方法在没有找到黑暗像元的情况下。

• 其他参数按照默认设置即可。
  
  (5) 多光谱数据参数设置
  单击Multispectral Settings，打开多光谱设置面板；
  K-T反演选择默认模式：Defaults->Over-Land Retrieval standard（600:2100），自动选择对应的波段；
  
  (6) 点击“Apply”，完成大气校正即可，输出图像
  

(7) 选择Display>Profiles>Spectral查看典型地物波谱曲线，如植被、水体等。
以下两张图为植被处大气校正结果（左图为大气校正前，右图为大气校正后）